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【摘要】以齐大山选厂为例 分析处理鞍山式铁矿石的常用选矿流程，并对流程提出合理性建议。
【关键词】鞍山式贫赤铁矿；重-磁-浮联合流程；阶段磨矿
1 矿区地质概况
1.1 矿床地质概况
鞍山式铁矿石属于前震旦纪鞍山式沉积变质铁矿床，矿石震出的地层主要为太古界鞍山群和元古界辽河群的古老变质岩，混合岩及一些中基性岩脉。铁矿属贫铁高硅微量磷硫锰的简单型酸性矿石，铁矿物以磁铁矿氧化不彻底的磁铁-赤铁矿过渡混合共存状态存在的，铁矿物以假象和半假象赤铁矿、磁铁矿、板片状赤铁矿为主，少量镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿（微量），脉石主要为石英、少量硅酸盐、普通角闪石、透闪石、阳起石、褐云母、绿泥石。
1.2 矿床类型及特征
齐大山铁矿是我国特大型红铁矿铁矿山。矿区内主要构造有两组：一组为北北西向断裂，断裂具有区域性特征，属逆断层；另一组为北东东走向断裂，较为发育。齐大山铁矿矿床规模巨大，贫矿体中主矿层呈厚大层状，沿北西-南东方向延伸，全长4650m。主矿层上、下盘还分布有平行于主矿层的薄矿层。矿体由南采区、北采区二部分组成。齐大山铁矿石平均全铁含量30.62% ， 其中表内矿平均全铁含量31. 57% ，表外矿平均全铁含量23.83%。
2 矿石性质
2.1 矿石化学性质
矿石中有害成份硅酸铁平均含量1.862%，碳酸铁平均含量0.844%，矿物组成和化学组成在空间上分布很不均匀。
2.2 矿物组成
齐大山铁矿石按工业类型可以划分为磁铁矿、假象磁铁赤铁矿和假象赤铁矿；按自然类型可以划分为磁铁石英岩、透闪（绿泥）磁铁赤铁石英岩、假象赤铁石英岩； 按闪石含量变化可以划分为闪石（绿泥）型、含闪石（绿泥）型和石英型。
2.3 矿石结构构造
条带状构造：条宽0.25-3mm，最粗可达8mm，最细仅0.02mm。其中黑色0.5-2mm，铁矿物为主（80%），白色1-3mm，石英为主。
细条纹状，包括致密块状。
矿石结构：1.以自形或半自形晶状变晶结构为主，磁铁假象赤铁矿。
2.包裹变晶结构在磁铁矿中较多。
（1）在石英條件中，石英包裹铁矿物，铁矿物粒度细0.035-0.005mm，20%的石英含5.49-13.19%铁。
（2）铁矿物条件包裹细粒石英。
3.交代及交代残余结构。
2.4 矿石其它性质
普氏硬度系数：矿石f：12-16 岩石：5-12
密度：矿石3.2-3.3t/m3
嵌布粒度
属于矿物嵌布粒度不均匀的细粒浸染贫铁矿石，铁矿物平均粒度0.05mm，最大1mm以上，最小0.005mm以下，石英平均粒度0.085mm，要想提高精矿品位，就必须将矿石细磨。
矿物表面性质
赤铁矿：矿物表面正电荷。
石英：为架状硅酸盐，表面负电荷。
白云母：层状硅酸盐，表面负电荷。
滑石：三层硅酸盐，三层夹心呈电中性。非常疏水，无捕收剂也可浮起。
透闪石：偏硅酸盐链，表面有金属阳离子。
绿泥石：为层状硅酸盐。
齐选厂采用阶段磨矿、粗细分选、重选-强磁-阴离子反浮选工艺流程，处理0～12mm的铁矿。流程简述：经破碎后给入一次球磨，产品给入一次分级，分级沉沙返回一次球磨组成闭路磨矿。一次分级溢流给入粗细分级。粗细分级有两部分产品，溢流产品给入浮选作业；沉沙产品给入重选。粗细分级沉沙给入粗螺，粗螺有三部分产品。粗螺精矿给入精螺；粗螺中矿给入扫螺；精螺精矿给入细筛；精螺中矿返回精螺，扫螺尾给入永磁。永磁尾给入扫中磁，精螺尾、细筛尾、扫螺精、永磁精、扫中磁精与粗螺尾混合进入二次分级。二次分级沉沙进行二次磨矿，二次溢流与二次磨矿产品混合返回粗细分级，细筛精矿进行过滤、扫中磁尾则为最终尾矿。粗细分级溢流给入永磁，永磁尾给入强磁前浓缩机进行浓缩，其底流经过一段平板除渣筛给入强磁机。永磁精、强磁精合并给入浮选前浓缩机进行浓缩。浓缩底流给入浮选作业，浮选作业经一段粗选、一段精选、三段扫选选出精矿并抛弃尾矿，一扫精返回粗选作业。重精、浮精合并成为最终精矿，扫中磁尾、强磁尾、浮尾合并成为最终尾矿。浓缩机溢流经过新环水泵站，送到净化澄清池进行水净化 。净化水循环使用，澄清池底流进入最终尾矿。
4. 选矿流程的合理性分析 根据矿石的性质，铁矿石属于贫铁高硅微量磷硫锰的简单型矿石，铁矿物以假象和半假象性赤铁矿，磁铁矿，板片状赤铁矿为主。铁矿物以磁铁矿氧化不彻底的磁铁-赤铁矿过渡混合共同状态存在的，所以此矿石不适合单一的磁选或浮选，应采取重磁浮联合的流程。
齐大山铁矿采用三段一闭路破碎，阶段磨矿，重选-磁选-阴离子反浮选工艺流程。
4.1 阶段磨矿-重-磁-阴离子反浮选的合理性分析
由于该工艺流程采取了阶段磨矿、阶段选别，具有较经济的选矿成本。一次磨矿后在相对较粗的粒度下实现分级入选，一般情况下可选取60%左右的粗粒级精矿和尾矿，减少了二次磨矿量，有利于降低成本。同时粗粒级铁精矿有利于过滤。选别的针对性强。矿物在磨矿过程中解离是随机的，该过程使磨矿粒度不等的矿物颗粒均存在解离的条件，这是粗细分级入选工艺具有较强生命力的重要基础之一。该工艺一次分级后的粗粒级相对好选，采用简单的重选工艺能及时选出合格粗粒精矿，抛掉粗粒尾矿；分级后的细粒级相对难选，采用选矿效率高、这种有效组合使该工艺流程具有经济上合理、技术上先进的双重特点。实现了窄级别入选的合理过程。在矿物的选别过程中，矿物的可选度既与矿物本身特性有关，也与矿物颗粒比表面积大小有关，两者的共同影响容易导致选别过程混乱。窄级别入选是合理的选矿方法，也是获得较高选矿技术指标的重要手段之一。实现窄级别入选的过程，能在较大程度上杜绝选别过程混乱现象的发生，提高了选矿效率。提高细粒级选别效率。 4.2 经济技术合理性分析
體现经济上合理，技术上先进的双重要求。采用阶段磨矿、重选-强磁选-反浮选工艺流程选别齐大山铁矿石，流程的特点是一段磨矿粒度较粗下，粗、细分级入选，既利用了齐大山铁矿石粗、细不均匀的矿物学特征，又实现了窄级别入选的合理选矿过程，还节省了大量磨矿能耗。分级后的粗粒级别采用简单的重选工艺，及时选出合格粗粒精矿，选矿成本低；分级后的细粒级别采用较为复杂的强磁选-阴离子反浮选工艺，确保获得好的选别指标和高品位的精矿。同时，全流程的精矿粒度组成主要以重选粗粒精矿为主，反浮选碱性细粒精矿量较小，不象连续磨矿，强磁选-反浮选流程那样容易引起过滤困难。这样，采用阶段磨矿、重选-强磁选-反浮选流程能实现一段磨矿选出合格精矿，粗、细粒选别的针对性更强，精矿品位较高，精矿粒度较粗，实现了重选和强磁选-反浮选两种选别工艺组合上的扬长避短，达到优势互补，更能体现出市场经济条件下对选别工艺流程上合理，技术上先进的双重要求。
综上所述，再结合齐大山选矿厂的生产实际。该厂的铁矿石采用阶段磨矿，粗细分级，重-磁-阴离子反浮选流程作为选矿厂的工艺流程是合理的。
5. 全流程存在的问题及改进措施
5.1 进一步优化一段磨矿作业
目前，受入磨粒级较宽，原生矿泥较多和一段磨矿产品粒度的影响，一段磨矿作业效果不好，过磨较为严重。要通过控制入磨粒度和优化磨矿分级作业相关参数，改善一段磨矿作业，为选别作业创造一个好的条件。
5.2 加强强磁选作业
齐大山选矿厂一些车间细粒中细级别多，造成金属流失多。加强强磁选作业，降低强磁尾品位，减少全流程金属流失，是十分重要的。
5.3 强化控制水力旋流器的工作状态
受一段磨矿及重选中矿大小的影响，水力旋流器工作状态波动较大。实现水力旋流器给矿浓度、压力的自动化控制，确保分级产品粒度稳定和量的稳定十分重要，这是流程稳定的前提。
5.4 控制粗粒重选抛尾金属流失
由于在选矿过程中有一些金属量会因为过磨等因素的影响而造成必然流失。所以重选这部分粒度较粗的尾矿要尽量减少流失，应通过引进粗粒强磁机等方法减少金属流失。
参考文献
[1] 熊大和.Slon强磁选机选别鞍山式贫赤铁矿的实验及应用. 金属矿山2003第9期
[2] 陈占金 齐大山选矿厂工艺流程研究及实践 金属矿山2006 第5期
[3] 《齐矿矿石工艺特征及对齐选生产的影响》
[4] 《铁矿石精选技术与经济》 冶金工业出版社 1992
[5] 《KS—Ⅱ捕收剂在齐选厂一选车间工业试验研究报告》
【关键词】鞍山式贫赤铁矿；重-磁-浮联合流程；阶段磨矿
1 矿区地质概况
1.1 矿床地质概况
鞍山式铁矿石属于前震旦纪鞍山式沉积变质铁矿床，矿石震出的地层主要为太古界鞍山群和元古界辽河群的古老变质岩，混合岩及一些中基性岩脉。铁矿属贫铁高硅微量磷硫锰的简单型酸性矿石，铁矿物以磁铁矿氧化不彻底的磁铁-赤铁矿过渡混合共存状态存在的，铁矿物以假象和半假象赤铁矿、磁铁矿、板片状赤铁矿为主，少量镜铁矿、褐铁矿、菱铁矿（微量），脉石主要为石英、少量硅酸盐、普通角闪石、透闪石、阳起石、褐云母、绿泥石。
1.2 矿床类型及特征
齐大山铁矿是我国特大型红铁矿铁矿山。矿区内主要构造有两组：一组为北北西向断裂，断裂具有区域性特征，属逆断层；另一组为北东东走向断裂，较为发育。齐大山铁矿矿床规模巨大，贫矿体中主矿层呈厚大层状，沿北西-南东方向延伸，全长4650m。主矿层上、下盘还分布有平行于主矿层的薄矿层。矿体由南采区、北采区二部分组成。齐大山铁矿石平均全铁含量30.62% ， 其中表内矿平均全铁含量31. 57% ，表外矿平均全铁含量23.83%。
2 矿石性质
2.1 矿石化学性质
矿石中有害成份硅酸铁平均含量1.862%，碳酸铁平均含量0.844%，矿物组成和化学组成在空间上分布很不均匀。
2.2 矿物组成
齐大山铁矿石按工业类型可以划分为磁铁矿、假象磁铁赤铁矿和假象赤铁矿；按自然类型可以划分为磁铁石英岩、透闪（绿泥）磁铁赤铁石英岩、假象赤铁石英岩； 按闪石含量变化可以划分为闪石（绿泥）型、含闪石（绿泥）型和石英型。
2.3 矿石结构构造
条带状构造：条宽0.25-3mm，最粗可达8mm，最细仅0.02mm。其中黑色0.5-2mm，铁矿物为主（80%），白色1-3mm，石英为主。
细条纹状，包括致密块状。
矿石结构：1.以自形或半自形晶状变晶结构为主，磁铁假象赤铁矿。
2.包裹变晶结构在磁铁矿中较多。
（1）在石英條件中，石英包裹铁矿物，铁矿物粒度细0.035-0.005mm，20%的石英含5.49-13.19%铁。
（2）铁矿物条件包裹细粒石英。
3.交代及交代残余结构。
2.4 矿石其它性质
普氏硬度系数：矿石f：12-16 岩石：5-12
密度：矿石3.2-3.3t/m3
嵌布粒度
属于矿物嵌布粒度不均匀的细粒浸染贫铁矿石，铁矿物平均粒度0.05mm，最大1mm以上，最小0.005mm以下，石英平均粒度0.085mm，要想提高精矿品位，就必须将矿石细磨。
矿物表面性质
赤铁矿：矿物表面正电荷。
石英：为架状硅酸盐，表面负电荷。
白云母：层状硅酸盐，表面负电荷。
滑石：三层硅酸盐，三层夹心呈电中性。非常疏水，无捕收剂也可浮起。
透闪石：偏硅酸盐链，表面有金属阳离子。
绿泥石：为层状硅酸盐。
齐选厂采用阶段磨矿、粗细分选、重选-强磁-阴离子反浮选工艺流程，处理0～12mm的铁矿。流程简述：经破碎后给入一次球磨，产品给入一次分级，分级沉沙返回一次球磨组成闭路磨矿。一次分级溢流给入粗细分级。粗细分级有两部分产品，溢流产品给入浮选作业；沉沙产品给入重选。粗细分级沉沙给入粗螺，粗螺有三部分产品。粗螺精矿给入精螺；粗螺中矿给入扫螺；精螺精矿给入细筛；精螺中矿返回精螺，扫螺尾给入永磁。永磁尾给入扫中磁，精螺尾、细筛尾、扫螺精、永磁精、扫中磁精与粗螺尾混合进入二次分级。二次分级沉沙进行二次磨矿，二次溢流与二次磨矿产品混合返回粗细分级，细筛精矿进行过滤、扫中磁尾则为最终尾矿。粗细分级溢流给入永磁，永磁尾给入强磁前浓缩机进行浓缩，其底流经过一段平板除渣筛给入强磁机。永磁精、强磁精合并给入浮选前浓缩机进行浓缩。浓缩底流给入浮选作业，浮选作业经一段粗选、一段精选、三段扫选选出精矿并抛弃尾矿，一扫精返回粗选作业。重精、浮精合并成为最终精矿，扫中磁尾、强磁尾、浮尾合并成为最终尾矿。浓缩机溢流经过新环水泵站，送到净化澄清池进行水净化 。净化水循环使用，澄清池底流进入最终尾矿。
4. 选矿流程的合理性分析 根据矿石的性质，铁矿石属于贫铁高硅微量磷硫锰的简单型矿石，铁矿物以假象和半假象性赤铁矿，磁铁矿，板片状赤铁矿为主。铁矿物以磁铁矿氧化不彻底的磁铁-赤铁矿过渡混合共同状态存在的，所以此矿石不适合单一的磁选或浮选，应采取重磁浮联合的流程。
齐大山铁矿采用三段一闭路破碎，阶段磨矿，重选-磁选-阴离子反浮选工艺流程。
4.1 阶段磨矿-重-磁-阴离子反浮选的合理性分析
由于该工艺流程采取了阶段磨矿、阶段选别，具有较经济的选矿成本。一次磨矿后在相对较粗的粒度下实现分级入选，一般情况下可选取60%左右的粗粒级精矿和尾矿，减少了二次磨矿量，有利于降低成本。同时粗粒级铁精矿有利于过滤。选别的针对性强。矿物在磨矿过程中解离是随机的，该过程使磨矿粒度不等的矿物颗粒均存在解离的条件，这是粗细分级入选工艺具有较强生命力的重要基础之一。该工艺一次分级后的粗粒级相对好选，采用简单的重选工艺能及时选出合格粗粒精矿，抛掉粗粒尾矿；分级后的细粒级相对难选，采用选矿效率高、这种有效组合使该工艺流程具有经济上合理、技术上先进的双重特点。实现了窄级别入选的合理过程。在矿物的选别过程中，矿物的可选度既与矿物本身特性有关，也与矿物颗粒比表面积大小有关，两者的共同影响容易导致选别过程混乱。窄级别入选是合理的选矿方法，也是获得较高选矿技术指标的重要手段之一。实现窄级别入选的过程，能在较大程度上杜绝选别过程混乱现象的发生，提高了选矿效率。提高细粒级选别效率。 4.2 经济技术合理性分析
體现经济上合理，技术上先进的双重要求。采用阶段磨矿、重选-强磁选-反浮选工艺流程选别齐大山铁矿石，流程的特点是一段磨矿粒度较粗下，粗、细分级入选，既利用了齐大山铁矿石粗、细不均匀的矿物学特征，又实现了窄级别入选的合理选矿过程，还节省了大量磨矿能耗。分级后的粗粒级别采用简单的重选工艺，及时选出合格粗粒精矿，选矿成本低；分级后的细粒级别采用较为复杂的强磁选-阴离子反浮选工艺，确保获得好的选别指标和高品位的精矿。同时，全流程的精矿粒度组成主要以重选粗粒精矿为主，反浮选碱性细粒精矿量较小，不象连续磨矿，强磁选-反浮选流程那样容易引起过滤困难。这样，采用阶段磨矿、重选-强磁选-反浮选流程能实现一段磨矿选出合格精矿，粗、细粒选别的针对性更强，精矿品位较高，精矿粒度较粗，实现了重选和强磁选-反浮选两种选别工艺组合上的扬长避短，达到优势互补，更能体现出市场经济条件下对选别工艺流程上合理，技术上先进的双重要求。
综上所述，再结合齐大山选矿厂的生产实际。该厂的铁矿石采用阶段磨矿，粗细分级，重-磁-阴离子反浮选流程作为选矿厂的工艺流程是合理的。
5. 全流程存在的问题及改进措施
5.1 进一步优化一段磨矿作业
目前，受入磨粒级较宽，原生矿泥较多和一段磨矿产品粒度的影响，一段磨矿作业效果不好，过磨较为严重。要通过控制入磨粒度和优化磨矿分级作业相关参数，改善一段磨矿作业，为选别作业创造一个好的条件。
5.2 加强强磁选作业
齐大山选矿厂一些车间细粒中细级别多，造成金属流失多。加强强磁选作业，降低强磁尾品位，减少全流程金属流失，是十分重要的。
5.3 强化控制水力旋流器的工作状态
受一段磨矿及重选中矿大小的影响，水力旋流器工作状态波动较大。实现水力旋流器给矿浓度、压力的自动化控制，确保分级产品粒度稳定和量的稳定十分重要，这是流程稳定的前提。
5.4 控制粗粒重选抛尾金属流失
由于在选矿过程中有一些金属量会因为过磨等因素的影响而造成必然流失。所以重选这部分粒度较粗的尾矿要尽量减少流失，应通过引进粗粒强磁机等方法减少金属流失。
参考文献
[1] 熊大和.Slon强磁选机选别鞍山式贫赤铁矿的实验及应用. 金属矿山2003第9期
[2] 陈占金 齐大山选矿厂工艺流程研究及实践 金属矿山2006 第5期
[3] 《齐矿矿石工艺特征及对齐选生产的影响》
[4] 《铁矿石精选技术与经济》 冶金工业出版社 1992
[5] 《KS—Ⅱ捕收剂在齐选厂一选车间工业试验研究报告》